È apparsa di recente nella quinta stagione della serie di NBC Medium, con Patricia Arquette, che nel 2006 le ha fatto vincere lo Young Artist Award per la migliore performance in una serie tv.
Nel 2003 ha recitato al fianco di Julie Andrews nel classico Eloise at the Plaza e Eloise at Christmastime, che le hanno portato nel 2004 una candidatura agli Young Artist Award per la miglior performance televisiva. La ricordiamo poi anche nel ruolo di Cindy Brady nel telefilm The Brady Bunch in the White House, con Shelley Long e Gary Cole.
Tra i suoi film ricordiamo Hurt, con Melora Walters, William Mapother e Jackson Rathbone, Day Zero, con Elijah Wood, Ginnifer Goodwin, Chris Klein e Jon Bernthal, e Inhabited, con Malcom McDowell e Patty McCormack.
Nata a Minneapolis, Minnesota, da genitori immigrati dalla Russia, Vassilieva ha vissuto un po' ovunque negli Stati Uniti, ha viaggiato parecchio all'estero e, oltre all'inglese, parla il russo, il francese e lo spagnolo.
A sette anni, Vassilieva ha partecipato alla Model and Talent Association (IMTA) Convention, dove ha vinto numerosi premi, tra cui quello di Attrice bambina del 2000. E' stata subito notata da direttori del casting e ha debuttato nella serie televisiva The Agency, nel ruolo della nipote di un generale russo in scene in cui parlava russo.
